ITBO990071A1 - Metodo ed apparato di iniezione per odorizzare un gas , in una relativa centrale di erogazione . - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo:

METODO ED APPARATO DI INIEZIONE PER ODO-RIZZARE UN GAS. IN UNA RELATIVA CENTRALE DI EROGAZIONE.

Il presente trovato si riferisce al campo tecnico concernente l'erogazione e la distribuzione di gas combustibile (ad uso domestico) e più in particolare concerne un metodo ed un apparato per odorizzare un gas, normalmente inodore, allo scopo di permettere di avvertire la sua presenza in caso di eventuali fughe negli ambienti occupati dalle persone.

Allo stato attuale, l’odorizzazione del gas viene ottenuta con vari metodi, tra i quali è noto il cosiddetto metodo a lambimento. Questo metodo viene attuato mediante impianti e dispositivi che prevedono di convogliare il gas in attraversamento di un serbatoio contenente un liquido odorizzante in quantità atta a definire un ampio pelo libero al di sopra del quale transita il flusso di gas. Il gas, fluendo al di sopra del pelo libero, viene ad impregnarsi dei vapori esalati dal liquido sottostante ed in tale stato viene poi inviato alla rete di distribuzione.

Gli impianti ed i dispositivi operanti con la tecnica del lambimento consentono un controllo della concentrazione di odorizzante alquanto approssimativa; inoltre, in essi, la concentrazione di odorizzante è suscettibile di variare in modo non trascurabile in funzione delia portata del flusso di gas .

Una diversa tecnica di odorizzazione prevede invece l'iniezione e la dispersione del liquido odorizzante in quantità controllate che vengono immesse direttamente nel flusso di gas in erogazione.

Un metodo di attuazione di questa tecnica, sostanzialmente corrispondente al preambolo della rivendicazione 1, viene attuato direttamente nella centrale di erogazione del gas - la quale è notoriamente provvista di una tubazione di prelievo del gas da una rete distributrice, di un contatore e di una tubazione di mandata del gas verso un utilizzatore, disposti in reciproca successione tra loro e comprende una fase di dispersione del liquido odorizzante nel gas transitante nella tubazione di mandata del gas attuata da un iniettore, controllato, di liquido odorizzante.

L'iniettore di liquido odorizzante è associato, in questo caso, ad una pompa elettronicamente controllata.

II controllo della concentrazione di odorizzante è, in questo caso, più accurato rispetto al sistema a lambimento, potendo essere altresì correlato in qualche misura con la portata di gas effettivamente transitante lungo la tubazione di mandata. I dispositivi attuatori di tale tecnica sono però costruttivamente complessi, richiedono un più complesso impianto per l’alimentazione elettrica e sono di delicata gestione; inoltre l’accuratezza della determinazione della concentrazione di odorizzante è fortemente dipendente dal campo di esercizio effettivo della pompa. La loro affidabilità è inoltre relativamente bassa.

Tutto ciò implica diversi inconvenienti, tra i quali quello di richiedere frequenti interventi manutentivi e, in caso di funzionamento non corretto, di incidere negativamente sul livello di sicurezza ambientale dei locali nei quali sono collocati gli apparecchi utilizzatori del gas erogato. Per quanto concerne, in particolare, gli interventi manutentivi, agli ovvi inconvenienti derivanti dai costi e dai disservizi concernenti con la fermata degli impianti, occorre aggiungere gii ulteriori svantaggi derivanti dal disagio che viene avvertito dal personale di manutenzione in conseguenza del cattivo odore emanato dalle parti rimaste a contatto con il liquido odorizzante.

Un primo scopo della presente invenzione è quello di consentire l’ottenimento di elevate condizioni di sicurezza ambientale nell’ambito della distribuzione ad uso civile del gas naturale che si traducono in pratica nel ricreare le condizioni che rendono percepibile la presenza di gas anche in presenza di fughe di minima quantità di gas. Questo scopo viene ottenuto con il mantenimento ad un valore costante della concentrazione di odorizzante per qualsiasi valore della portata di gas erogata nella stazione di distribuzione: anche con portata estremamente modesta e/o con portata estremamente variabile.

Un secondo scopo dell'invenzione è quello di elevare l’affidabilità degli impianti e di ridurre il numero degli interventi manutentivi, semplificandone e rendendone più rapida l’esecuzione quando questa si rivelasse necessaria.

Un terzo scopo è quello di avere apparati di semplice impiego e di funzionalità certa in tutte le condizioni di effettivo esercizio.

In accordo con l’invenzione, tali scopi sono raggiunti da un metodo, secondo il preambolo della rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi cicliche di alimentare l’iniettore con liquido odorizzante contenuto in un serbatoio pressurizzabile di predeterminato volume mediante spinta esercitata sul liquido odorizzante da un flusso di gas prelevato dalla tubazione di prelievo ed introdotto nel serbatoio pressurizzabile; reimmettere il flusso di gas nuovamente nella tubazione di prelievo, a monte del contatore; e reintegrare il serbatoio pressurizzabile del liquido odorizzante con un volume di liquido corrispondente al volume trasferito.

Gli scopi sopraddetti sono altresì raggiunti da un apparato attuatore del metodo suddetto il quale è realizzato secondo il preambolo della rivendicazione 4 e comprende: un serbatoio pressurizzabile, di predeterminato volume, collegato all'iniettore; un primo tubo che convoglia nel serbatoio pressurizzabile un flusso di gas prelevato dalla tubazione di prelievo della centrale di erogazione, a monte del contatore; un secondo tubo che collega il serbatoio pressurizzabile alla tubazione di prelievo e che vi reimmette il flusso di gas, a monte del contatore.

Il metodo secondo l’invenzione consente di realizzare apparati che sono in grado di raggiungere tutti gli scopi sopraddetti con dispositivi fisici volumetrici di più semplice realizzazione costruttiva e di grande affidabilità e che, se combinati con i idonei mezzi di gestione e di comando costituti ad esempio da una centralina elettronica a microprocessore, consentono di ottenere impianti di odorizzazione di elevata precisione operativa e di elevata capacità di autocontrollo.

Gli apparati attuatori del metodo suddescritto richiedono interventi manutentivi minimi, molto dilazionati nel tempo, i quali risultano peraltro di esecuzione assai rapida quando necessari.

Un ulteriore vantaggio del trovato è rappresentato inoltre dalla estrema facilità con la quale esso è associabile ai tradizionali dispositivi a lambimento che possono essere vantaggiosamente affiancati agli apparati secondo l’invenzione fungendo da dispositivi di alimentazione del liquido odorizzante e al tempo stesso da sistemi ausiliari attivabili in caso di arresto del funzionamento degli apparati principali.

Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sottoriportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui :

la figura 1 illustra schematicamente un apparato di odorizzazione, attuatore del metodo secondo l’invenzione formante anch'esso oggetto del trovato ed inserito in una convenzionale centrale di erogazione del gas.

Nella figura 1 dell’unito disegno è rappresentata una centrale di erogazione 1 di gas metano (a prevalente uso cittadino) essenzialmente comprendente: una tubazione di prelievo 2 del gas da una rete distributrice di gas metano; un contatore 3 per la contabilizzazione della portata di gas; ed una tubazione di mandata 4 verso un utilizzatore disposti in reciproca successione tra loro e collegati circuitalmente con due distinti apparati per odorizzare il gas operanti in parallelo e costituiti rispettivamente da un convenzionale apparato a lambimento - visibile nella parte centrale della figura - globalmente indicato con “A" e da un apparato ad iniezione del liquido odorizzante indicato globalmente con lettera “B" e visibile nella parte destra della figura.

L’apparato a lambimento “A” - che è strutturato e funziona in modo del tutto convenzionale e che si affianca operativamente all’apparato ad iniezione B come apparato ausiliario, di emergenza, comprende: un serbatoio cilindrico 17 orizzontale; un fustino 18 di ricarica di liquido odorizzante collegato mediante un tubo di alimentazione 19 al serbatoio 17 cilindrico e delle tubazioni 20a, 20b e 7 che, rispettivamente, collegano il serbatoio cilindrico 17 alla tubazione di mandata 4 del gas della centrale di erogazione 1 e all’apparato di odorizzazione ad iniezione “B”.

L'apparato “B”, che in particolare rappresenta un preferibile esempio di realizzazione della presente invenzione, è costituito da una prima parte B1 circuitale pneumatica, asservita al funzionamento di un iniettore 10, collegato tramite un relativo tubo 10a alla tubazione di mandata 4 e montata su un pannello e da mezzi di gestione e di comando, localizzati in posizione remota rispetto al pannello ed intrinsecamente sicura, e rappresentati da una centralina elettronica 9 funzionalmente interconnessa con il contatore 3 e con la parte B1 circuitale pneumatica.

L’apparato B comprende un serbatoio pressurizzabile 5, di predeterminato volume, il quale è collegato da un lato all’iniettore 10 - che alimenta con un relativo tubo di alimentazione 21 - e dall’altro lato a tre ulteriori tubi 11, 12 e 7.

Un primo tubo 11 preleva dalla tubazione 2 di prelievo della centrale di erogazione 1, a monte del contatore 3, un flusso 6 di gas e lo convoglia nel serbatoio pressurizzabile 5. Un secondo tubo 12 collega il serbatoio pressurizzabile 5 alla tubazione di prelievo 2, anche in questo caso a monte del contatore 3, e vi reimmette il flusso 6 di gas restituendolo integralmente alla tubazione di mandata 4. Il terzo tubo 7 è un tubo di carico del liquido odorizzante asservito al riempimento del serbatoio pressurizzabile 5.

Il primo tubo 11 è provvisto, più in particolare, di mezzi riduttori 13, 14 di pressione che riducono la pressione del gas ricevuto in ingresso fino ad un valore di pressione del gas in uscita predeterminato e superiore di una prestabilita differenza alla pressione del gas che percorre il tubo di mandata 4 e che, opponendosi all'immissione del liquido odorizzante nel gas al momento della iniezione del liquido deve essere vinta dall'iniettore 10.

I mezzi riduttori della pressione sono costituiti da due filtri riduttori 13, 14 disposti in successione reciproca sul primo tubo 11. Il primo filtro riduttore 13 provvede a ridurre la pressione del gas da un valore di pressione P1 prossimo, ad esempio, a 100 bar fino ad una pressione di uscita P2 corrispondente alla pressione del gas nella tubazione di mandata 4 incrementata di un valore Δρ prossimo a 3 bar. Il secondo filtro riduttore 14 provvede invece a ridurre la pressione P2 del gas ricevuto in ingresso fino ad una pressione di uscita P3 corrispondente alla pressione del gas transitante nella tubazione di mandata 4, incrementata di un valore di pressione Δρ1 prossimo a 0,6 bar.

Una valvola deviatrice 15 a 3 vie connette il primo tubo 11 ed il secondo tubo 12 con un tubo 22 di ingresso del serbatoio pressurizzabile 5. La valvola deviatrice 15 intercetta il gas uscente dai mezzi riduttori di pressione 13, 14 e provvede, in una propria condizione operativa, come sarà più chiaro dalla descrizione di funzionamento riportata più avanti, a consentire la pressurizzazione del serbatoio pressurizzabile 5 contenente il liquido odorizzante in condizioni di normale esercizio. Tale funzione viene sospesa durante la fase di ricarica del serbatoio pressurizzabile 5. In questa fase il gas presente nel serbatoio pressurizzabile 5 defluisce tramite il tubo 22, la valvola 15 ed il tubo 12 a monte del contatore 3.

Il tubo di carico 7 del liquido odorizzante è provvisto di una valvola 16, anch’essa controllata dalla centralina elettronica 9, la cui apertura permette di alimentare per gravità naturale, e per il principio dei vasi comunicanti, del liquido odorizzante tra il serbatoio 17 orizzontale dell’apparato a lambimento A ed il serbatoio pressurizzabile 5 dell’apparato ad iniezione B. La chiusura della valvola 16 consente invece la pressurizzazione del serbatoio pressurizzabile 5 ed il trasferimento del liquido odorizzante in esso contenuto all'interno della tubazione 4 di mandata della centrale di erogazione 1.

Per quanto concerne i mezzi di gestione e di comando, dalla figura 1 si osserva che la centralina elettronica 9 è collégata con il contatore 3 in modo da ricevere in entrata un segnale s1 corrispondente alla portata di gas transitante effettivamente attraverso il contatore 3 medesimo e da inviare in uscita segnali di regolazione s2, s3 che permettono di pilotare convenientemente le valvole 15 e 16 che consentono rispettivamente la pressurizzazione e depressurizzazione del serbatoio 5 tramite il flusso di gas 6 e l’opportuna interconnessione delle tubazioni 11,12 e 22.

il controllo e la regolazione della portata del flusso di gas 6 prelevato dalla e reimmesso nella tubazione di prelievo 2 del gas e della portata del liquido odorizzante che attraversa il tubo di carico 7.

Nel pratico funzionamento dell’apparato di iniezione B, la centralina 9 elettronica elabora il corretto segnale elettrico da inviare airiniettore 10 in modo da mantenere costante il rapporto di concentrazione del liquido odorizzante pur variando il segnale s1 digitale di ingresso proveniente dal contatore 3 che rileva, istante per istante, la portata volumetrica del gas in transito.

La centralina 9 fornisce, altresì, alle varie apparecchiature le tensioni e le correnti opportune, contiene le barriere di separazione per la sicurezza intrinseca e, in caso di malfunzionamento o mancanza di alimentazione elettrica, mantiene I dati di programmazione tramite una batteria tampone; comanda infine un relè per azionare un eventuale dispositivo di emergenza che, nell’esempio indicativo e non limitativo in descrizione, è costituito preferibilmente dall’apparato a lambimento A.

In uso, il funzionamento della centrale di distribuzione 1 viene descritto limitatamente al solo apparato di iniezione B. La descrizione di funzionamento dell’apparato di lambimento A viene omessa in quanto totalmente nota ai tecnici del settore. Per quanto concerne l'interazione dì quest’ultimo apparato con l’apparato di iniezione B è sufficiente limitarsi ad osservare - con riferimento alla figura - che, a mezzo di una valvola 23 pneumatica posta sul tubo 20b che collega il serbatoio cilindrico 17 alla tubazione di mandata 4 della centrale di distribuzione 1, la centralina elettronica 9 può attivare o disattivare il funzionamento dell’apparato a lambimento A in caso di anomalia di funzionamento dell’apparato di iniezione B o dì mancanza di energìa elettrica.

Tornando alla descrizione di funzionamento dell'apparato di iniezione B si premette che detto apparato effettua la odorizzazione del gas mediante una sequenza ciclica di fasi che prevedono essenzialmente di: alimentare l'iniettore 10 con liquido odorizzante contenuto nel serbatoio pressurizzabile 5 mediante una spinta esercitata sul liquido odorizzante dal flusso 6 di gas il quale è prelevato dalla tubazione di prelievo 2 ed è introdotto nel serbatoio pressurizzabile 5; di reimmettere il flusso 6 di gas nuovamente nella tubazione di prelievo 2, a monte del contatore 3; e di reintegrare il serbatoio pressurizzabile 5 del liquido odorizzante con un volume di liquido corrispondente al volume trasferito prelevandolo direttamente dal serbatoio 17 deil'apparato di lambimento A, che in questo contesto funge da contenitore di stoccaggio del liquido odorizzante.

Durante tale funzionamento il serbatoio pressurizzabile 5 viene ciclicamente ed alternativamente riempito e svuotato di liquido odorizzante ad opera del flusso di gas 6 che fornisce l'energia necessaria per supportare il processo di iniezione.

Più in particolare, mediante l'azionamento dell'iniettore 10, il liquido odorizzante viene immesso nella tubazione di mandata 4 della centrale di distribuzione 1 ed il suo volume viene rimpiazzato con una identica quantità di gas naturale che prende posto all’interno del serbatoio pressurizzabile 5. Una volta iniettata la quantità di liquido necessaria in funzione della portata effettiva del gas transitante nella tubazione di mandata 4, la fase di iniezione viene sospesa, le elettrovalvole 15 e 16 si aprono e conseguentemente la sovrappressione Δρ1 di 0,6 bar presente all'interno del serbatoio pressurizzabile 5 viene scaricata nella tubazione di mandata 4 : a valle di un apparato di regolazione 24 della pressione di cui questa è provvista, ma a monte del contatore 3 di misura, restando quindi regolarmente e correttamente contabilizzata.

A questo punto, poiché il serbatoio pressurizzabile 5 dell’apparato di iniezione B ed il serbatoio orizzontale 17 dell’apparato a lambimento si trovano alla stessa pressione e poiché tra i due serbatoi 5 e 17 è previsto un certo dislivello H, il liquido odorizzante defluisce attraverso la valvola 16 e riempie progressivamente il serbatoio 5 pressurizzabile dell’apparato B di iniezione. Il gas contenuto in quest’ultimo viene quindi costretto a fuoriuscire dal serbatoio pressurizzabile 5 e a trasferirsi nella tubazione di mandata 4 attraverso il tubo 12.

Nella fase di riempimento del serbatoio pressurizzabile 5 si avrà il progressivo svuotamento di un corrispondente volume di liquido dal serbatoio 17 dell’apparato di lambimento A che viene reintegrato da un identico volume di gas richiamato dalla tubazione di mandata 4 , a monte della interconnessione di questa con l’apparato di iniezione B.

Una volta caricato il volume di liquido stabilito, le due elettrovalvole 15 e 16 si riportano nella loro posizione di riposo, il serbatoio pressurizzabile 5 viene nuovamente pressurizzato e l’apparato di iniezione B riprende a iniettare nuovamente le quantità calcolate.

Il trovato secondo l’invenzione raggiunge pienamente gli scopi ed è suscettibile di applicazione industriale relativamente semplice ed economica. Il trovato così concepito è suscettibile inoltre di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; tutti i suoi dettagli possono essere altresì sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per odorizzare un gas, in una centrale (1) di erogazione provvista di una tubazione di prelievo (2) del gas da una rete distributrice, di un contatore (3) e di una tubazione di mandata (4) del gas verso un utilizzatore, disposti in reciproca successione; metodo che comprende una fase di dispersione di un liquido odorizzante nel gas transitante nella tubazione di mandata (4) del gas attuata da un iniettore (10), controllato, di liquido odorizzante, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi cicliche di alimentare l’iniettore (10) con liquido odorizzante contenuto in un serbatoio pressurizzabile (5) di predeterminato volume mediante spinta esercitata sul liquido odorizzante da un flusso (6) di gas prelevato dalla tubazione di prelievo (2) ed introdotto nel serbatoio pressurizzabile (5); reimmettere il flusso (6) di gas nuovamente nella tubazione di prelievo (2), a monte del contatore (3); e reintegrare il serbatoio pressurizzabile (5) del liquido odorizzante con un volume di liquido corrispondente al volume trasferito.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la fase di reintegrazione del serbatoio pressurizzabile (5) di liquido odorizzante è attuata per gravità naturale attraverso un tubo di carico (7) collegante un serbatoio di stoccaggio (17) del liquido odorizzante con il serbatoio pressurizzabile (5).
3. 3. Metodo secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che dette fasi sono controllate in sequenza ed in durata da mezzi di gestione e di comando (9) che ricevono in entrata un segnale (s1) corrispondente alla portata di gas transitante attraverso il contatore (3) ed invia in uscita segnali di regolazione (s2, s3) rispettivamente della portata del flusso di gas (6) prelevato dalla e reimmesso nella tubazione di prelievo (2) del gas e della portata del liquido odorizzante che attraversa il tubo di carico (7).
4. 4. Apparato per odorizzare un gas, in una centrale di erogazione (1) provvista di una tubazione di prelievo (2) del gas da una rete distributrice, di un contatore (3) e di una tubazione di mandata (4) del gas verso un utilizzatore, disposti in reciproca successione, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un iniettore (10) del liquido odorizzante collegato con la tubazione di mandata (4); un serbatoio pressurizzabile (5), di predeterminato volume, collegato airiniettore (10); un primo tubo (11) che convoglia nel serbatoio pressurizzabile (5) un flusso (6) di gas prelevato dalla tubazione di prelievo (2), a monte del contatore (3); un secondo tubo (12) che collega il serbatoio pressurizzabile (5) alla tubazione di prelievo (2) e che vi reimmette il flusso (6) di gas, a monte del contatore (3).
5. 5. Apparato secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il primo tubo (11) è provvisto di mezzi riduttori (13, 14) di pressione che riducono la pressione del gas ricevuto in ingresso fino ad un valore di pressione del gas in uscita il quale è predeterminato e superiore di una prestabilita differenza alla pressione del gas che percorre il tubo di mandata (4) e che si oppone all'immissione del liquido odorizzante nel gas.
6. 6. Apparato secondo la rivendicazione 5, caratterizzato da! fatto che i mezzi riduttori della pressione comprendono un primo ed un secondo filtro riduttore (13, 14) disposti in successione reciproca.
7. 7. Apparato secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il primo filtro riduttore (13) provvede a ridurre la pressione del gas da un valore di pressione di ingresso (P1) fino ad una pressione di uscita (P2) corrispondente alla pressione del gas nella tubazione di mandata (4) incrementata di un valore (Δρ).
8. 8. Apparato secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che il secondo filtro riduttore (14) provvede a ridurre la pressione (P2) del gas ricevuto in ingresso fino ad una pressione di uscita (P3) corrispondente alla pressione del gas transitante nella tubazione di mandata (4) incrementata di un valore di pressione <Δρ1).
9. 9. Apparato secondo una delle precedenti rivendicazioni da 5 a 8, caratterizzato dal fatto di comprendere una valvola deviatrice (15) che consente di depressurizzare il serbatoio pressurizzabile (5) facendo defluire il flusso di gas (6) attraverso il tubo (22) verso il tubo (12) a monte del contatore (3).
10. 10. Apparato secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che la valvola deviatrice (15) è una valvola a 3 vie che intercetta il gas uscente dai mezzi riduttori di pressione (13,14) della pressione e provvede, in una propria condizione operativa, a consentire la pressurizzazione del serbatoio pressurizzabile (5) contenente il liquido odorizzante.
11. 11. Apparato secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che il tubo di carico (7) del liquido odorizzante è provvisto di una valvola (16) la cui chiusura consente la pressurizzazione del serbatoio pressurizzabile (5) ed il trasferimento del liquido odorizzante in esso contenuto.
12. 12. Metodo secondo le precedenti rivendicazioni da 1 a 3 e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.
13. 13. Apparato secondo le precedenti rivendicazioni da 4 a 11 e secondo quanto descritto ed illustrato con riferimento alle figure degli uniti disegni e per gli accennati scopi.